長期記憶を定着させるたんぱく質”セプチン3″の働きを解明 ~記憶の維持や回復を支える治療戦略への展開に期待~

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2025-03-01 東邦大学,名古屋大学,科学技術振興機構

東邦大学の研究チームは、長期記憶の定着に関与するタンパク質「セプチン3」の働きを解明しました。研究では、記憶を強化する刺激を受けると、記憶の形成に重要な「樹状突起スパイン」において、セプチン3を介して滑面小胞体が移動することを発見しました。セプチン3が欠損したマウスでは、短期記憶は正常でしたが、長期記憶が障害されることが確認されました。この研究成果は、記憶の維持や回復を促す新たな治療戦略の開発につながる可能性があり、2025年2月28日に米国の学術誌「Cell Reports」で公開されました。

<関連情報>

セプチン3は記憶とL-LTP依存的な小胞体のスパインへの伸展を制御する Septin 3 regulates memory and L-LTP-dependent extension of endoplasmic reticulum into spines

Natsumi Ageta-Ishihara∙ Yugo Fukazawa∙ Fumiko Arima-Yoshida∙ … ∙ Kaoru Inokuchi∙ Haruhiko Bito ∙ Makoto Kinoshita
Cell Reports  Published:February 28, 2025
DOI:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.115352

Graphical abstract

長期記憶を定着させるたんぱく質”セプチン3″の働きを解明 ~記憶の維持や回復を支える治療戦略への展開に期待~

Highlights

  • L-LTP accompanies cytoskeletal remodeling that involves the septin subunit SEPT3
  • L-LTP causes smooth ER (sER) extension into spines via SEPT3-myosin-Va interaction
  • Spine sER confers greater Ca2+ responses, enhancing local synaptic activity
  • Sept3-/- mice show scarce sER spines and reduced long-term spatial/object memory

Summary

Transient memories are converted to persistent memories at the synapse and circuit/systems levels. The synapse-level consolidation parallels electrophysiological transition from early- to late-phase long-term potentiation of synaptic transmission (E-/L-LTP). While glutamate signaling upregulations coupled with dendritic spine enlargement are common underpinnings of E-LTP and L-LTP, synaptic mechanisms conferring persistence on L-LTP remain unclear. Here, we show that L-LTP induced at the perforant path-hippocampal dentate gyrus (DG) synapses accompanies cytoskeletal remodeling that involves actin and the septin subunit SEPT3. L-LTP in DG neurons causes fast spine enlargement, followed by SEPT3-dependent smooth endoplasmic reticulum (sER) extension into enlarged spines. Spines containing sER show greater Ca2+ responses upon synaptic input and local synaptic activity. Consistently, Sept3 knockout in mice (Sept3-/-) impairs memory consolidation and causes a scarcity of sER-containing spines. These findings indicate a concept that sER extension into active spines serves as a synaptic basis of memory consolidation.

医療・健康未分類
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